近赤外光応答四重極共鳴局在表面プラズモンセンシングプレートの開発

• 研究課題/領域番号: 22686076
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 信州大学 (2012-2013); 名古屋大学 (2011); 大阪大学 (2010)
• 研究代表者: 是津 信行 信州大学, 工学部, 准教授 (10432519)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円); 2012年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2011年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2010年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
• キーワード: 表面プラズモン / 自己組織化 / ナノ粒子 / バイオセンサー / プラズマ加工 / プラズモンセンサー / 大気圧プラズマ / アルツハイマー

研究概要

コアにポリスチレンナノ粒子，その表面を金薄膜で被覆したプラズモニックナノシェルアレイにおいて，600-1200nmの光と共鳴するナノシェル構造の作製に成功している．また，隣接するナノシェル粒子間距離を制御することにより，ナノ粒子アレイの集団的なプラズモン共鳴が発現することを見出した．これにより，従来では100nMレベルのの検出感度を100万倍以上の10fMレベルまで高感度化することに成功している．本年度は，元素戦略の一環として，シェルに用いている金に代わる代替材料を探索したところ，銅薄膜を被覆して作製したPS@CuナノシェルアレイにおいてもpMレベル検出達成の見込みが得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Fundamental research on the label-free detection of protein adsorption using near-infrared light-responsive plasmonic metal nanoshell arrays with controlled nanogap (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, N.Zettsu, K.Endo, K.Yamamura
  • 雑誌名: Nanoscale Lett. 巻: 8(1) ページ: 271-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] The absorption mechanism of titanium-binding ferritin on to amorphous oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Fukuda, N.Zettsu, I.Yamashita, Y.Uraoka, H.Watanabe
  • 雑誌名: Coll. Surf. B 巻: 102 ページ: 435-440
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fundamental research on the label-free detection of protein adsorpti on using near-infrared light-responsive plasmonic metal nanoshell arrays with controlled nanogap (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Uchida
  • 雑誌名: Nanoscale Research Letters 巻: 8 号: 1 ページ: 274-277
  • DOI: 10.1186/1556-276x-8-274
  • 査読あり
• [雑誌論文] The absorption mechanism of titanium-binding ferritin on to amorphous oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuda, N. Zettsu, I. Yamashita, Y. Uraoka, H. Watanabe
  • 雑誌名: Colloid & Surface B 巻: 102 ページ: 435-440
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2012.07.042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Practical protein removal using atmospheric-pressure helium plasma for densely packed gold nanoparticle arrays assembled by ferritin-based encapsulation/transport system (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Hashimoto, N.Zettsu, B.Zheng, M.Fukuta, I.Yamashita, H.Watanabe
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 101 ページ: 73702-73702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Precise Asymmetric Nanoshells Array with Nanogaps for A Label-Free Immunoassay Based on NIR-light Responsive LSPR (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, K.Yamamura, N.Zettsu
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 523-524 ページ: 680-685
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Precise Asymmetric Nanoshells Array with Nanogaps for A Label-Free Immunoassay Based on NIR-light Responsive LSAR (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Uchida, Kazuya Yamamura and Nobuyuki Zettsu
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 523-524 ページ: 680-685
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.523-524.680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Practical protein removal using atmospheric-pressure helium plasma for densely packed gold nanoparticle arrays assembled by ferritin-based encapsulation/transport system (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hashimoto, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 101 号: 7 ページ: 73702-73702
  • DOI: 10.1063/1.4745508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanometer-level self-aggregation and three-dimensional growth of coppernanoparticles under dielectric barrier discharge at atmospheric pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, H.Akiyama, K.Ooka, K.Yamamura, Y.Oshikane, N.Zettsu
  • 雑誌名: Current Applied Physics 巻: (印刷中)(in press) ページ: S63-S68
  • DOI: 10.1016/j.cap.2012.04.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards High-Resolution Ptychographic X-ray Diffraction Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Takahashi, A.Suzuki, N.Zettsu, Y.Kohmura, Y.Senba, H.Ohashi, K.Yamauchi, T.Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 83 号: 21 ページ: 214109-214109
  • DOI: 10.1103/physrevb.83.214109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple and Versatile Route to High Yield Face-to-face Dimeric Assembly of Ag Nanocubes and Their Surface Plasmonic Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, A.Taguchi, M.Mitani, T.Ichimura, S.Kawata, K.Yamamura, N.Zettsu
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience & Nanotechnology 巻: 11 ページ: 2890-2896
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of discrete polystyrene nanoparticles arrays with controllable their structural parameters" (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, K.Yamamura, N.Zettsu
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience & Nanotechnology 巻: 11 ページ: 2956-2961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Porter protein-based versatile encapsulation/delivery system for selective nanoscale positioning of targeted gold nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: B.Zheng, N.Zettsu, M.Fukuta, M.Uenuma, T.Hashimoto, K.Gamo, Y.Uraoka, I.Yamashita, H.Watanabe
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 506 ページ: 76-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Red-Light Emission by Local Plasmon Coupling of Au Nanorods in an Organic Light-Emitting Diode (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Tanaka, Y.Totoki, A.Fujiki, N.Zettsu, Y.Miyake, M.Akai-Kasaya, A.Saito, T.Ogawa, Y.Kuwahara
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 4
  • NAID: 10028155297
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Resolution Projection Image Reconstruction of Thick Objects by Hard X-ray Diffraction Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Takahashi, Y.Nishino, R.Tsutsumi, N.Zettsu, E.Matsubara, K.Yamauchi, T.Ishikawa, T.Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional electron density mapping of shape-controlled nanoparticle by focused hard X-ray diffraction microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Takahashi, N.Zettsu, Y.Nishino, R.Tsutsumi, E.Matsubara, T.Ishikawa, K.Yamauchi
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 10 ページ: 1922-1926
  • 査読あり
• [雑誌論文] Label-Free Biosensing by Localized Surface Plasmon Resonances of Gold Nanostructures on Glass
  • 著者名/発表者名: N.Zettsu
  • 雑誌名: Nanomedicine in Diagnostics 巻: (Accepted)
  • 査読あり
• [学会発表] Shape-Controlled Metallodielectric Nanoshell Arrays for Near-IR Light Responsible Highly Sensitive Plasmonic Sensor (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Zettsu, K.Teshima
  • 学会等名: ICSE2013
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ粒子の超精密分散集積化と光・電子デバイス応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 是津信行,手嶋勝弥
  • 学会等名: 信州コロイド&界面科学研究会第7回セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 近赤外光応答局在表面プラズモンセンサの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 是津信行,我田元,手嶋勝弥,大石修治
  • 学会等名: 第6回ものづくりをつなぐ会研究発表会
  • 招待講演
• [学会発表] Label-free detection of biotinstreptavidin binding pair by using near-IR responsible plasmonic nanostructures array with a controlled nanogap (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, N.Zettsu, K.Yamamura
  • 学会等名: E-MRS 2013 Spring Meeting
• [学会発表] Shape-Controlled Metallodielectric Nanoshell Arrays for Near-IR Light Responsible Highly Sensitive Plasmonic Sensor (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Zettsu, K. Teshimar
  • 学会等名: ICSE 2013
  • 発表場所: プサン，韓国
  • 招待講演
• [学会発表] Label-free detection of biotin-streptavidin binding pair by using the near infra-red light responsible plasmonic nanostructures array with controlled nanogap (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, N. Zettsu, K. Yamamura
  • 学会等名: E-MRS 2013 Spring Meeting
  • 発表場所: Congress Center - Strasbourg, France
• [学会発表] PS@Au Plasmonic Nanoshells with Conical Shape for Highly-sensitive NIR-light responsible LSPR-sensor (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Zettsu
  • 学会等名: 4th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: 中部大学(愛知県)
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] 近赤外光応答型PS@Au ナノシェルアレイを用いた化学吸着センシング (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田修平,田口敦清,山村和也,是津信行
  • 学会等名: 2012年度応用物理学会学術講演会
• [学会発表] Approach to a Nanoscale Optical Biosensor using Nanoshell Array for A Label-Free Immunoassay based on NIR-light Responsive LSPR (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, N.Zettsu, K.Yamamura
  • 学会等名: Fifth ACFT
• [学会発表] Fabrication of Precise Asymmetric Nanoshells Array with Nanogaps for A Label-Free Immunoassay Based on NIR-light Responsive LSPR (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, K.Yamamura, N.Zettsu
  • 学会等名: 14th ICOE
• [学会発表] Femtomolar-level detection of streptavidin using near-IR responsible PS@Au plasmonic nanoshell array with a controlled nanogap (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, N.Zettsu, K.Yamamura
  • 学会等名: 2012 MRS Fall Meeting
• [学会発表] 近赤外応答型PS@Auナノシェルアレイを用いた化学吸着センシング (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田 修平，田口 敦清，山村 和也，是津 信行
  • 学会等名: 2012年度秋季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] Approach to a Nanoscale Optical Biosensor using Nanoshell Array for A Label-Free Immunoassay based on NIR-light Responsive LSPR (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, N. Zettsu and K. Yamamura
  • 学会等名: Fifh International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] Fabrication of Precise Asymmetric Nanoshells Array with Nanogaps for A Label-Free Immunoassay Based on NIR-light Responsive LSPR (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, K. Yamamura, N. Zettsu
  • 学会等名: 14th International Conference on Precision Engineering
  • 発表場所: Awaji Island,
• [学会発表] Femtomolar-level detection of streptavdin using near-IR light responsible PS@Au plasmonic nanoshell array with a controlled nanogap (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Uchida, N. Zettsu and K. Yamamura
  • 学会等名: 2012 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston, MA,USA
• [学会発表] PS@Au plasmonic nanoshells with conical shape for highly-sensitive NIR-light responsible LSPR sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Zettsu, S.Uchida, Y.Yamamoto, K.Yamamura, T.Ueno, N.Saito
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市開港記念館(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] Fabrication of Precise Metallodielectric Plasmonic Nanoshell Array with Nanogap for A Label-free Immunoassay Based on NIR-light Responsible LSPR (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, K.Yamamura, N.Zettsu
  • 学会等名: 4th International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪)
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Fabrication of Ring-Shape PS@Au Metallodielectric Nanoshell Arrays for Localized Surface Plasmon Resonance Biosensor (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, S.Uchida, K.Yamamura, N.Zettsu
  • 学会等名: 4th International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪府)
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] 自律型液体ナノプロセスによるナノ粒子単層膜の作製とナノ粒子デバイスの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 是津信行
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 非対称構造を有するPS@Auナノシェルアレイの作製と近赤外プラズモン特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田修平, 田口敦志, 南本大穂, 津田哲也, 山村和也, 是津信行
  • 学会等名: 第72回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] リング型PS@Auプラズモニックナノシェルアレイの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本悠人, 内田修平, 山村和也, 是津信行
  • 学会等名: 第72回応用物理学会講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Metallodielectric Nanoshell Arrays for Near IR Light Responsible LSPR Bio-chemical Sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Zettsu
  • 学会等名: The Eleventh International Symposium on Biomimetic Materials Processing
  • 発表場所: Nagoya, JAPAN
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] Ferritin protein-base versatile encapsularion/transport system for selective nanoscale positioning of targeted plasmonic Au nanoparticles (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hashimoto, B.Zheng, N.Zettsu, M.Fukuta, M.Uenuma, Y.Uraoka, I.Yamashita, H.Watanabe
  • 学会等名: 2010 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Fabrication of a single layer of polystyrene nanoparticle array, and their use as templates for NIR-light responsible metallodielectric plasmonic nanoshells (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Uchida, K.Yamamura, N.Zettsu
  • 学会等名: Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: Osaka, JAPAN
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Autonomous liquid-phase nanoscale processing for the large-area fabrication of nanoparticle-based parallel device arrays (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Zettsu, S.Matsuura, A.Watanabe, K.Yamamura, T.Hosoi, H.Watanabe
  • 学会等名: NanoMedicine 2010
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2010-10-24
• [学会発表] PS@プラズモニックナノシェルアレイ作製プロセスの高機能化-高圧パルス電源を用いた大気開放型プラズマプロセスの構築- (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本悠人, 内田修平, 山村和也, 是津信行
  • 学会等名: 2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 名古屋,日本
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] 近赤外光応答プラズモニックナノ粒子アレイ (2010)
  • 著者名/発表者名: 是津信行
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道,日本
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] 形状制御プラズモニックナノシェルアレイの作製と近赤外光プラズモニック特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田修平, 田口敦清, 山村和也, 是津信行
  • 学会等名: 2010年秋季 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎,日本
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] ナノ粒子の超精密分散集積化と光・電子デバイス応用
  • 著者名/発表者名: 是津信行，手嶋勝弥
  • 学会等名: 信州コロイド＆界面科学研究会第７回セミナー
  • 発表場所: 信州大学
  • 招待講演
• [図書] 精密加工と微罪構造の形成技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 是津信行，手嶋勝弥
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 情報技術協会
• [図書] ナノ結晶の成長と新機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 是津信行(共著)
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 日本結晶成長学会
• [備考]
  • URL: http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~oishilab/
• [備考]
  • URL: http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/kg-portal/aspi/RX0011D.asp?UNO=15041